Geo-engineering is zeer controversieel. Hoe kun je experimenten doen? Harvard heeft enkele ideeën.

Vroege illustratie van de SCoPEx voortgestuwde ballon. Rendering bewerkt door MIT Technology Review

Jarenlang hebben verschillende klimaatwetenschappers van Harvard voorbereidingen getroffen om een ​​ballon te lanceren die reflecterende deeltjes in de atmosfeer kan spuiten, in de hoop meer te weten te komen over ons vermogen om de opwarming van de aarde tegen te gaan. (Zie Harvard-wetenschappers die doorgaan met plannen voor atmosferische geo-engineering-experimenten.)

Een prestigieuze universiteit die doorgaat met een buitenexperiment is een belangrijke mijlpaal voor het vakgebied, bekend als geo-engineering. Maar het is beladen met controverse. Critici vrezen dat een dergelijke stap wetenschappelijke legitimiteit zal verlenen aan het idee dat we de knop over het klimaat op aarde zouden kunnen draaien. En ze maken zich zorgen dat zelfs het doen van experimenten het begin is van een gladde helling in de richting van het creëren van een hulpmiddel met ongelooflijke kracht.

Ondanks de critici zal Harvard maandag een belangrijke stap voorwaarts zetten, aangezien de universiteit de vorming aankondigt van een commissie die ervoor moet zorgen dat onderzoekers passende maatregelen nemen om gezondheids- en milieurisico's te beperken, input van buitenaf te zoeken en op te nemen, en op een transparante manier te werken.

Het is een zet die een sjabloon zou kunnen creëren voor hoe geo-engineeringonderzoek in de toekomst wordt uitgevoerd, en misschien de weg vrijmaakt voor meer experimenten die volgen.

Een van de redenen waarom Harvard de ongebruikelijke stap moest zetten om een ​​adviescommissie in het leven te roepen, was dat er op dit gebied geen door de Amerikaanse overheid gefinancierd onderzoeksprogramma bestaat, of dat er geen openbaar toezichtsorgaan is dat is opgericht om de bijzonder complexe vragen rond een dergelijk onderzoek te wegen. voorstel.

Louise Bedsworth , voorheen klimaatadviseur van de voormalige gouverneur van Californië, Jerry Brown, en uitvoerend directeur van de California Strategic Growth Council, zal als voorzitter van de commissie fungeren.

Het Adviescomité zal een kader ontwikkelen en implementeren om ervoor te zorgen dat het SCoPEx-project op een transparante, geloofwaardige en legitieme manier wordt uitgevoerd, zei ze in een verklaring. Dit omvat het vaststellen van verwachtingen en middelen om te horen vanuit meerdere perspectieven, stemmen en belanghebbenden.

Louise Bedsworth, voorzitter van de adviescommissie. Met dank aan: California Strategic Growth Council

Commissielid Katharine Mach, directeur van de Stanford Environment Assessment Facility, zei in een interview dat de commissie hoopt een repliceerbaar model te creëren dat andere instellingen of landen kunnen gebruiken om aanvullend onderzoek op dit gebied te beoordelen. Ze benadrukte dat het nog vroeg in het proces is, maar dat ze van plan zijn verder te gaan dan een wetenschappelijke beoordeling van milieu- en veiligheidsrisico's en bredere vragen onderzoeken, zoals of het nastreven van onderzoek naar een dergelijke technologie de druk om de klimaatemissies te verminderen zou kunnen verlichten.

Mach zei dat de commissie uiteindelijk kan aanbevelen het voorstel te wijzigen, uit te stellen of te annuleren, en ze begrijpt dat het onderzoeksteam dergelijke begeleiding met de grootste ernst zal behandelen en op een openbare manier zal reageren.

Maar sommigen denken dat de universiteit door de oprichting van de commissie vooruitloopt op het publieke en politieke debat over dit onderwerp.

Het is een buitengewoon spraakmakende instelling die heeft besloten dat ze niet willen wachten tot de regelgevende regimes dit groen licht geven, zegt Wil Burns, mededirecteur van het Institute for Carbon Removal Law and Policy aan de American University.

Vanuit technisch oogpunt zou het team binnen ongeveer zes maanden klaar kunnen zijn voor een eerste testvlucht. De huidige plan is om te lanceren vanaf een locatie ergens in New Mexico. De wetenschappers hebben echter gezegd dat ze het experiment niet zullen voortzetten totdat de commissie haar beoordeling heeft voltooid en gehoor zal geven aan een besluit dat ze moeten stoppen.

De behoefte aan waarnemingen in de echte wereld

Het basisidee achter wat bekend staat als zonne-geo-engineering is dat we vliegtuigen, ballonnen of zelfs zeer lange slangen kunnen gebruiken om bepaalde deeltjes in de atmosfeer te verspreiden, waar ze voldoende zonlicht terug in de ruimte kunnen reflecteren om de planeet matig af te koelen.

Het meeste onderzoek tot nu toe is uitgevoerd met behulp van software-klimaatsimulaties of experimenten in het laboratorium. Hoewel de modellen aantonen dat de techniek de temperatuur zal verlagen, hebben sommigen ontdekt dat het onbedoelde milieueffecten kan veroorzaken, zoals het veranderen van moessonpatronen en voedselproductie, afhankelijk van hoe het wordt gedaan.

Er zijn tot nu toe slechts twee experimenten in de open lucht uitgevoerd waarvan kan worden aangenomen dat ze verband houden met geo-engineering op zonne-energie. Onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Diego, sproeiden in 2011 rook en zoutdeeltjes voor de kust van Californië, en wetenschappers in Rusland verspreide aërosolen vanuit een helikopter en auto in 2009.

Plannen voor een voorgesteld buitenexperiment in het Verenigd Koninkrijk, bekend als de SPICE-project , werden in 2012 gedropt te midden van publieke kritiek en beschuldigingen van belangenverstrengeling.

Het Harvard-experiment, voor het eerst voorgesteld in a 2014 papier , zal een wetenschappelijke ballon lanceren die is uitgerust met propellers en sensoren op ongeveer 20 kilometer (12 mijl) boven de aarde. Het vliegtuig zou tussen de 100 gram en 2 kilogram submicrometer-deeltjes calciumcarbonaat, een stof die van nature voorkomt in schelpen en kalksteen, vrijgeven in een ongeveer kilometer lange pluim.

De ballon zou dan door de pluim vliegen, waardoor de sensoren dingen kunnen meten zoals hoe breed de deeltjes zich verspreiden, hoe ze interageren met andere verbindingen in de atmosfeer en hoe reflecterend ze zijn.

De onderzoekers hopen dat deze observaties kunnen helpen bij het beoordelen en verfijnen van klimaatsimulaties en anderszins het voortdurende debat over de haalbaarheid en risico's van verschillende benaderingen van geo-engineering informeren.

Ik maak me in ieder geval zorgen dat de huidige klimaatmodellen zonne-geo-engineering er te goed uit laten zien, zei Frank Keutsch, hoogleraar scheikunde en hoofdonderzoeker van het project, in een verklaring. Als we willen kunnen voorspellen hoe grootschalige geo-engineering de ozonlaag zou verstoren, of de uitwisseling van lucht tussen de troposfeer en de stratosfeer, hebben we meer real-world observaties nodig.

Het project wordt gefinancierd via Harvard-beurzen aan de betrokken professoren en het Solar Geoengineering Research Program van de universiteit, een multidisciplinaire inspanning om haalbaarheid, risico's, ethiek en bestuurskwesties te bestuderen. De organisatie heeft meer dan $ 16 miljoen opgehaald bij Microsoft-medeoprichter Bill Gates, de Hewlett Foundation, de Alfred P. Sloan Foundation en andere filantropische groepen en individuen.

De onderzoekers benadrukken dat het experiment geen significante gezondheids- of milieurisico's met zich meebrengt en geen geo-engineering zelf vormt, omdat de hoeveelheid materiaal die ermee gemoeid is nergens in de buurt komt van het niveau dat nodig is om de temperatuur meetbaar te veranderen. Het zou inderdaad een fractie zijn van de deeltjes die vrijkomen bij een standaard commerciële vlucht, en de materialen zouden zo verdund zijn als ze het oppervlak bereikten dat ze niet detecteerbaar zouden zijn, zeggen de wetenschappers.

Hellend vlak

Maar er zijn zorgen over de manier waarop het Harvard-team vooruitgaat.

Het vormt geen fysiek risico, maar het vormt wel een aanzienlijk sociaal en politiek risico omdat het de eerste stap is in de richting van de ontwikkeling van daadwerkelijke technologie voor inzet, aldus Raymond Pierrehumbert, hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Oxford. zei van het experiment . Er zou een beperkte wetenschappelijke terugverdientijd zijn van zo'n kleinschalig experiment, maar het is meestal een stunt om het ijs te breken en mensen te laten wennen aan het idee van veldproeven.

Een andere vraag is of de nieuwe commissie voldoende onafhankelijk is, gezien de betrokkenheid van Harvard bij de eerste stap van het selectieproces. De decaan van engineering van de universiteit en vice-provoost voor onderzoek creëerde een externe zoekcommissie , bestaande uit drie personen van buiten de universiteit, om de voorzitter van de adviescommissie te kiezen. Bedsworth koos op zijn beurt de rest van de leden.

Een aantal eerder Onderzoek papieren hebben gepleit voor de oprichting van door de overheid gebaseerde adviesraden om toezicht te houden op geo-engineeringonderzoek, vergelijkbaar met raden die nationale wetenschappelijke instanties hebben opgericht om ethische en veiligheidsproblemen rond het bewerken van het menselijk genoom of recombinant-DNA-technologieën af te wegen. Door de overheid ingestelde commissies helpen het probleem van zelfselectie tegen te gaan en zorgen ervoor dat het orgaan op zijn minst indirect verantwoording aflegt aan het publiek.

Voor sommigen kan het feit dat overheidsinstanties nog niet zo'n groep hebben opgericht of onderzoeksgeld voor geo-engineering hebben verstrekt, betekenen dat er onvoldoende publieke of politieke consensus is om door te gaan met experimenten. Particuliere financiering ondermijnt dat allemaal, en de vraag is: is dat een goede of slechte zaak? zegt Jane Flegal, een adjunct-faculteitslid aan de School for the Future of Innovation in Society van de Arizona State University.

Het tegenargument is dat het Amerikaanse politieke systeem in feite is gebroken als het gaat om het broeikaseffect. Het onvermogen om publieke fondsen te werven voor onderzoek – of strikte wetgeving aan te nemen – heeft weinig te maken met de verdiensten van de wetenschap, of het belang van de kwestie, en alles te maken met de vergiftigde politiek van klimaatverandering, zegt Jane. Long, een voormalig associate director van het Lawrence Livermore National Laboratory, die in de zoekcommissie zat.

Vanuit politiek perspectief zijn we zo disfunctioneel, zegt Long, die er al vroeg bij de onderzoekers op aandrong om een ​​bestuursraad op te richten. Ik weet niet hoe je tot de conclusie kunt komen dat we een democratisch signaal hebben gekregen dat we dit onderzoek niet moeten doen.

De commissie bestaat uit een mix van sociale wetenschappers en juridische en technische experts, waaronder Michael Gerrard, een professor in de rechten aan Columbia; Shuchi Talati, een fellow bij de Union of Concerned Scientists; Robert Lempert, hoofdonderzoeker bij RAND; en Raj Pandya, directeur van Thriving Earth Exchange.

Harvard-professor David Keith op de EmTech-conferentie. Justin Saglio

Maar het omvat geen vertegenwoordigers van het publiek - laten we zeggen uit New Mexico, waar het experiment waarschijnlijk zal plaatsvinden - of, merkt Burns op, uitgesproken critici van geo-engineering.

Het is ook opmerkelijk dat iedereen in de VS is gevestigd. Flegal heeft eerder bekritiseerd voorstanders van geo-engineeringonderzoek omdat ze niet genoeg stemmen uit ontwikkelingslanden hebben gehaald, ook al beweren ze dat de tools bijzonder belangrijk kunnen zijn om de onevenredige impact van klimaatverandering op de armen wereldwijd aan te pakken.

Harvard-professor David Keith, een van de belangrijkste figuren achter het experiment, erkende dat er redelijke zorgen zijn over onafhankelijkheid. Maar hij zei dat Harvard te goeder trouw een poging deed om een ​​commissie op te richten die meerdere lagen verwijderd was van de onderzoekers. Hij voegt eraan toe dat dit niet de enige vorm van toezicht is, en merkt op dat het project ook zal moeten slagen bij de veiligheidscommissie van Harvard, de voorschriften van de Federal Aviation Administration en de bepalingen van de National Environmental Policy Act.

Keith zette ook vraagtekens bij de veronderstelling dat publieke financiering van een federale wetenschappelijke instantie zou leiden tot strenger toezicht, en merkte op dat dergelijke voorstellen over het algemeen worden beoordeeld op veiligheid en milieu-impact, niet op de bedoeling van het onderzoek, wat het echte probleem is dat dit experiment compliceert.

Risico's van een terugslag?

Douglas MacMartin, een senior onderzoeksmedewerker in mechanische en ruimtevaarttechniek bij Cornell die zich richt op geo-engineering, is van mening dat het experiment belangrijke wetenschappelijke informatie kan opleveren over het gedrag en de chemie van calciumcarbonaat in de stratosfeer. Het kan ook helpen bij het beantwoorden van enkele basisvragen over hoe moeilijk of gemakkelijk het zal zijn om een ​​pluim van deeltjes te verspreiden en hun gedrag te volgen.

Maar hij zegt dat het niet duidelijk is of een project als dit de hoogste prioriteit heeft voor een veld met zeer beperkte financiering.

In een paper gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences eerder dit jaar merkten hij en een collega op dat wetenschappers nog maar nauwelijks het oppervlak hebben bekrast van wat we kunnen leren van computersimulaties. MacMartin zegt dat het zinvol zou zijn om ons eerst te concentreren op het uitzoeken welke van de onzekerheden in bestaande modellen we het meest moeten aanpakken om geo-engineering beter te begrijpen, en die vragen te gebruiken om de belangrijkste en meest haalbare kleinschalige buitenexperimenten te bepalen.

Hij voegt eraan toe dat als je te snel naar de echte wereld gaat, het risico van een publieke reactie kan ontstaan ​​(zie Hoe een klimaatwetenschapper bedreigingen en verkeerde informatie van chemtrail-samenzweerders bestrijdt). MacMartin zegt dat het belangrijk is dat Harvard de bestuurskwesties serieus neemt, maar dat het wachten op een breder federaal onderzoeksprogramma ook een deel van de zorgen kan wegnemen.

Keith is het ermee eens dat het veld nog veel meer modelleringswerk moet doen, maar hij stelt dat het cruciaal is om simulaties te testen met directe observaties. Anders kun je fouten maken, daarop voortbouwen en uiteindelijk ver van de realiteit af komen te staan.

Hij voegt eraan toe dat het mogelijk is dat een experiment een terugslag veroorzaakt, maar het is ook denkbaar dat het mensen zou kunnen aanmoedigen om de opwarming van de aarde serieuzer te nemen, en dat het in dit stadium onmogelijk is om te weten. een eerdere Yale studie gevonden dat mensen die werden blootgesteld aan informatie over geo-engineering meer bezorgd over de gevaren van klimaatverandering.

Uiteindelijk, zegt Keith, is het belangrijk om de wetenschap vooruit te helpen, omdat er een reële kans is dat geo-engineering de klimaatrisico's de komende decennia aanzienlijk kan verminderen. We willen dus zo duidelijk mogelijk begrijpen wat ze kunnen doen, wat hun limieten zijn en wat voor soort risico's ze kunnen vormen.

zich verstoppen